果蔬干燥技術研究進展

李琳，王楨

（山東農業(yè)工程學院，山東濟南 250100）

我國是世界上第一大果蔬生產國，據國家統(tǒng)計局資料顯示，2018 年我國果蔬總產量為96 035 萬t，其中水果25 688 萬t，蔬菜70 347 萬t。果蔬是我們日常必不可少的食物，含有豐富的維生素、礦物質、有機酸及膳食纖維等，營養(yǎng)價值極高，對人體健康有重要意義。但果蔬本身含有大量水分，易損傷，不耐貯藏，再加上我國果蔬產地多交通不便，加工水平低，產業(yè)鏈、供應鏈、價值鏈不健全，導致我國每年果蔬損耗率高達30%，損失超千億元，嚴重影響了我國果蔬產業(yè)的發(fā)展[1]。因此亟需探索先進的果蔬精深加工技術來提高果蔬的貯藏穩(wěn)定性，減少浪費，提高果蔬的附加值，增加果農收入。其中，果蔬干燥是果蔬深加工中最常用的技術之一。

果蔬干燥是指在自然條件或人工控制條件下，脫去果蔬中的水分，使其降到足以防止腐敗變質的水平并始終保持低水分的一種保藏方法[2]。果蔬干燥不僅可以延長果蔬的貯藏期，還能使果蔬質量減輕、體積縮小，節(jié)省包裝、儲藏和運輸費用，便于攜帶，供應方便。目前，我國的果蔬干燥分為自然干燥和人工干燥兩種。自然干燥是指利用自然條件使果蔬脫水干燥，常用曬干和陰干兩種方式。人工干燥大體分為傳統(tǒng)干燥法、新型干燥技術和聯(lián)合干燥技術三種。烘灶干燥、烘房干燥、隧道式干燥、輸送帶式干燥、滾筒干燥、熱風干燥、真空干燥以及噴霧干燥等都屬于傳統(tǒng)干燥法。目前正在使用和研發(fā)的新型干燥技術有冷凍干燥、膨化干燥、真空油炸脫水、遠紅外線干燥、微波干燥、滲透干燥、熱泵干燥等。每種果蔬干燥技術都有各自的優(yōu)缺點，隨著技術發(fā)展、科技創(chuàng)新，人們又研發(fā)出了滲透-熱風、熱風-微波、熱風-壓力膨化、熱風-冷凍、冷凍-真空、冷凍-微波-熱風等一系列新型果蔬聯(lián)合干燥技術。本文就我國現(xiàn)有的果蔬干燥技術從工作原理、優(yōu)缺點、適用對象等方面進行了介紹，并分析果蔬干燥技術未來的研究方向，以期在今后的果蔬干燥中，能夠根據不同食物原材料特性及加工需求，選擇最佳的果蔬干燥技術。

1 自然干燥

自然干燥是指在自然環(huán)境下利用太陽能、風能等自然條件對果蔬進行脫水干燥的最簡單易行的貯藏加工方法。自然干燥通常分為曬干和陰干兩種方式。將原料直接接受日光暴曬，使表面和內部干燥的稱為曬干。將原料放在通風良好且能避雨的室內，利用風能脫水干燥的稱為陰干。我國西北地區(qū)的新疆吐魯番葡萄就是采用陰干的方式脫水干燥的。

自然干燥方法簡便、設備簡單、費用低，且干燥過程管理粗放，可以直接在產地和山區(qū)進行，還能促進未成熟的果蔬進一步成熟，這種干燥方法長時間在自然狀態(tài)下受到自然條件的作用，發(fā)生了物理、化學性質的改變，形成了獨特的風味，是目前世界上許多地方仍在使用的方法。但自然干燥的過程緩慢，時間長，不能人為控制，產品容易變色，易受污染，對維生素類營養(yǎng)物質破壞較大，質量較差，而且受氣候、地區(qū)條件影響大，溫度、濕度、風速是果蔬自然干燥質量的主要因素，若遇陰雨天，制品脫水減慢，干燥時間延長，且微生物易于繁殖，制品品質下降，甚至霉爛腐敗。

2 人工干燥

人工干燥是在人工控制的條件下對果蔬進行干燥的一種方法。相對于自然干燥，人工干燥需要利用一定的干燥設備，優(yōu)點是不受氣候限制，縮短了干燥時間，降低了勞動強度，提高了生產效率，且干制后的產品清潔、衛(wèi)生、質量好。人工干燥的方法很多，根據供熱方式不同可分為直接加熱式干燥、間接加熱式干燥、紅外或高頻干燥。在每種類型中，干燥機都能在常壓或真空的條件下操作。事實上在某些理想的情況下，可以利用組合傳熱方式進行干燥，例如對流和傳導，對流和輻射等。按照使用頻率、開始使用時間等分為傳統(tǒng)干燥法、新型干燥法和聯(lián)合干燥法。

2.1 傳統(tǒng)干燥法

2.1.1 烘灶干燥

烘灶是最簡單的人工干燥設備，結構簡單，形式多樣。主要構造是直接在地面砌灶或地下掘坑，在灶的上方設架鋪席，放置果蔬原料，下方生火干燥。這種土法干燥，生產成本低，但生產能力也低，干燥速度慢，工人勞動強度大。目前果蔬很少采用這種干燥方式，只在一些水分少的果蔬（如姜、花生、豆類）的干燥中偶有使用，在枸杞和茶葉干燥中應用較廣。

2.1.2 烘房干燥

烘房是一種較傳統(tǒng)的、目前仍然廣泛使用的干制設備[3]，適宜大量生產，且干燥速度快、質量好、設備簡單、造價低。缺點是能耗大、生產成本高。烘房是采用煙道氣加熱的熱空氣對流式干燥設備，主要由烘房本體、加熱設備、通風排濕設備和轉載設備四部分組成。在實際生產中普遍應用的是兩爐一囪回火升溫式烘房。紅棗、柿餅等可溶性物質含量高或不切分的整個果蔬應采用“低-高-低”的烘房干燥升溫方式；辣椒、蘋果等可溶性物質含量較低或切成薄片、細絲的果蔬應采用“高-低”的烘房干燥升溫方式；而大多數果蔬適用于55～60 ℃恒溫烘房方式。

2.1.3 隧道式干燥

隧道式干燥的干燥室呈狹長的隧道形式[4]，地面鋪鐵軌，通常長10～15 m、寬1.8 m、高1.8～2 m，可容納5～15 輛裝果蔬原料的載車。被干燥的果蔬沿鐵軌經隧道進行干燥，熱空氣流經各層料盤表面使果蔬原料水分被蒸發(fā)，載車在隧道的停留時間正好為干燥所需時間，果蔬原料完成干燥后，從隧道另一端被推出，然后下一車果蔬原料又沿軌道被推入，實現(xiàn)了隧道式干燥的連續(xù)性操作，提高了操作效率，擴大了生產能力。隧道式干燥根據干燥機的不同設計，可分為單隧道式、雙隧道式及多層隧道式設備；根據被干燥產品和干燥介質的運動方向又可以分為逆流隧道式干燥、順流隧道式干燥和混合隧道式干燥三種形式。

（1）逆流隧道式干燥

逆流隧道式干燥的濕物料運動方向與干熱空氣氣流方向相反，故它的濕端為冷端，溫度40～50 ℃，干端為熱端，溫度65～85 ℃。果蔬原料由隧道低溫高濕的一端進入，水分蒸發(fā)緩慢，果蔬原料內的濕度梯度比較小。蒸發(fā)過程中，物料表面不易出現(xiàn)硬化或收縮現(xiàn)象，而中心又能保持濕潤狀態(tài)，果蔬原料能全面均勻地收縮，不易發(fā)生干裂。果蔬原料在干端已接近干燥，遇高溫低濕空氣，水分蒸發(fā)緩慢，平衡水分相應降低，最終干燥完成，水分可低于5%。然而該階段是降速干燥期，物料溫度容易上升到與高溫熱空氣相近的溫度，若干物料停留時間過長，容易焦化，所以，干端溫度一般不宜超過70 ℃。逆流隧道式干燥一般要求果蔬原料要少，避免濕物料表面聚集起冷凝水和物料增濕，甚至腐敗，又可以提高設備內濕端的干燥速率。逆流隧道式干燥適用于李、梅、桃、杏、葡萄等含糖量高、汁液黏厚的果實，一般用來干燥水果。

（2）順流隧道式干燥

順流隧道式干燥的濕物料運動方向與干熱空氣氣流方向一致，它的濕端為熱端，溫度80～85 ℃，干端為冷端，溫度55～60 ℃。果蔬原料遇到高溫低濕空氣，水分蒸發(fā)迅速，濕球溫度下降較大，可進一步加速水分蒸干而又不致焦化，此時果蔬原料水分汽化過速，內部濕度梯度增大，物料表面極易出現(xiàn)硬化現(xiàn)象，甚至干裂并形成多孔結構。順流隧道式干燥干端是低溫高濕空氣，水分蒸發(fā)極慢，平衡水分相應增加，最終干燥完成后的果蔬水分難以降到10%以下，應注意產品水分含量是否達標。順流隧道式干燥不適宜干燥吸濕性較強的果蔬，適宜干燥含水量較高的蔬菜。

（3）混合隧道式干燥

混合隧道式干燥采用分段干燥的方式，濕端為順流式干燥，占1/3，果蔬原料在高溫低濕的條件下先蒸發(fā)，干端為逆流式干燥，占2/3，使果蔬原料徹底干燥。果蔬原料首先從高溫低濕的順流段進入，水分蒸發(fā)率高，可以除去50%～60%的水分，隨著物料向前推進，溫度逐漸下降，濕度逐漸增加，水分蒸發(fā)也減慢，這有利于水分的內擴散，不容易使物料表面出現(xiàn)收縮和硬化現(xiàn)象。然后物料進入逆流階段，空氣流速和溫度都降低，果蔬水分蒸發(fā)量少，但干燥能力強，可以使物料達到較低的水分含量，徹底干燥?；旌纤淼朗礁稍镉袃蓚€熱空氣入口，分別設置在隧道的兩端，溫度分段調節(jié)。在隧道中間設置有廢氣處理和熱氣回流利用裝置。這種干燥方式既充分綜合了順流、逆流兩種不同干燥方式的優(yōu)點，又克服了它們各自的缺點，可以使干燥比較均勻，品質好，而且能連續(xù)作業(yè)、溫濕度易操控，生產能力高，被廣泛應用于蔬菜干燥中，例如胡蘿卜、洋蔥、大蒜、馬鈴薯等。

2.1.4 輸送帶式干燥

輸送帶式干燥與隧道式干燥除物料輸送方式以外[4]，其他結構大體相似。輸送帶式干燥使用常見的帆布帶、橡膠帶和金屬網等作為輸送帶輸送帶由兩條及以上輸送帶串聯(lián)或并聯(lián)組成，一般將多條輸送帶上下平行放置。將果蔬原料鋪在傳送帶上，借助機械力向前轉動，隨著帶子的移動，物料依次從最上層逐漸向下移動，物料受到順流、逆流兩種不同干燥方式干燥完成后，從最下層一端出來。

輸送帶式干燥由若干個單元段組成，每個單元段單獨設有循環(huán)風機、加熱裝置、單獨或公用的新鮮空氣抽入系統(tǒng)和尾氣排出系統(tǒng)，在每一階段內可單獨采用不同的干燥方式，分別控制各區(qū)段的空氣溫度、濕度、流速及流向，一般后一區(qū)段的空氣溫度比前一區(qū)段低5～8 ℃，空氣流向多采用上下交替，第一區(qū)段自下而上，第二區(qū)段自上而下，而最后階段設置為自上而下，這樣可以保證干燥的可靠性和操作條件的優(yōu)化，從而改善物料干燥的均勻性，提高產品質量。這種干燥方法操作連續(xù)化和自動化，適宜大批量生產，將取代隧道式干燥。目前多用于干燥蘋果、胡蘿卜、洋蔥、馬鈴薯和干薯片等。

2.1.5 滾筒干燥

滾筒干燥是一種將稠厚的漿料涂抹或噴灑到滾筒表面上，通過接觸進行內加熱傳導的一種連續(xù)轉動型干燥技術[5]，該技術可以在常壓和真空兩種狀態(tài)下進行干燥。這種干燥機械主要由1～2 只金屬滾筒組成，熱源常用水蒸氣。將物料涂抹或噴灑在緩慢轉動和不斷加熱的滾筒表面上形成薄膜，當滾筒轉動3/4 或7/8 周，用時幾秒到幾分鐘便可完成干燥，用刮刀刮下，經螺旋泵輸送至成品貯存槽，最后進行粉碎或直接包裝。

滾筒干燥耗能低、成本低，熱效率高，比噴霧干燥的蒸發(fā)強度大，干燥速率快，產品的干燥質量穩(wěn)定。但常壓滾筒干燥可能使食品產生焦糊味和顏色劣變現(xiàn)象，而真空滾筒干燥成本又過高。滾筒干燥可用于液態(tài)、漿狀或泥漿狀食品物料的干燥，但不適于熱塑性食品物料（如果汁類）的干燥。國外主要將滾筒干燥應用于蘋果沙司、番茄醬、馬鈴薯泥、南瓜醬、香蕉、甘薯泥和糊化淀粉等的干燥；我國主要將滾筒干燥應用于化工、飼料等行業(yè)，很少應用于食品行業(yè)。近幾年，我國也開始將滾筒干燥技術應用于果蔬粉的干燥，如在桂圓粉、紅棗粉、黑蒜粉上已得到應用。

2.1.6 熱風干燥

熱風干燥以熱空氣為干燥介質，利用熱源（煤、石油、天然氣等）提供熱量，將物料放入烘箱或干燥烘房，吹入熱風，加快空氣流動，使物料水分蒸發(fā)速度加快，物料吸收熱量后，產生兩個擴散，即水分由物料表面到干燥介質中的外擴散，以及物料內部水分到物料表面的內擴散，兩個擴散持續(xù)進行，直到物料中水分下降到一定程度從而達到干燥的目的[5]。干燥過程中，傳質傳熱同時發(fā)生，方向相反。

熱風干燥是在高溫（55 ℃以上）和有氧條件下進行的，干燥過程中發(fā)生許多化學變化，如酚類物質會在氧化酶的催化下發(fā)生氧化，維生素類在高溫下易被破壞，氨基酸和糖高溫下發(fā)生美拉德反應等。熱風干燥的溫度和時間是影響物料中營養(yǎng)成分變化的主要因素。熱風干制工藝中的關鍵是對果蔬的燙漂、硫處理、包裝三環(huán)節(jié)[6]。

熱風干燥具有設備簡單，成本低廉，操作簡便，處理量大，不受氣候條件影響等優(yōu)點[7]，能夠大規(guī)模生產。熱風干燥的不足之處在于處理時間較長，對物料的組織結構破壞較大，物料的外觀（如色澤）和營養(yǎng)成分會因過高的干燥溫度或較長的干燥時間而劣變或降解，產品品質降低，且熱效率低，自動化水平較差。熱風干燥是目前果蔬干燥中最常用的方法，適用于各類果蔬的干制，應用范圍廣。

2.1.7 真空干燥

真空干燥是一種將果蔬原料置于真空負壓條件下[8]，適當加熱使其在較低溫度下實現(xiàn)水分蒸發(fā)的干燥方式。將果蔬原料放置在密閉干燥室內，用真空系統(tǒng)抽至真空的同時不斷加熱，物料內部水分子在壓力差或濃度差的作用下擴散到表面，克服分子間相互吸引力后，逃逸到低壓空間，從而被真空泵抽走。真空干燥設備較多，常壓干燥設備與真空系統(tǒng)連接后，都能作為真空干燥設備。常用的有間歇式真空干燥和連續(xù)式真空干燥設備。

負壓狀態(tài)隔絕空氣可以使在干燥過程中易發(fā)生氧化等反應的物料較好地保持原有特性，產品品質高；干燥時間短，無過熱現(xiàn)象，能夠減少高溫對果蔬原料營養(yǎng)成分的破壞；真空干燥產品呈多孔海綿狀，可消除常壓下的表面硬化現(xiàn)象，溶解性、復水性、色澤和口感好；揮發(fā)性液體可回收利用，干燥速度快；熱能利用經濟；還可對物料起殺菌作用；各種物料的干燥均可適用。但該干燥方法耗能大，生產力低，干燥成本較高，適合干燥各種狀態(tài)下的水果制品以及麥乳精類產品等。

2.1.8 噴霧干燥

噴霧干燥是將液態(tài)或漿質態(tài)的食品噴成霧狀液滴，懸浮在熱空氣氣流中進行脫水干燥的技術[9]。通過機械作用，將需要干燥的溶液、乳濁液、微粒的懸濁液或含有水分的漿糊狀物料經過濾器由泵輸送至干燥塔頂部，經霧化系統(tǒng)噴霧成細小的液滴，使物料表面積增大，同時導入熱空氣或氮氣，在干燥室內的霧化微粒遇到高溫熱風后水分迅速蒸發(fā)，在極短時間內水分含量被干燥到小于10%，完成干燥。完全干燥的產品從干燥塔底排出落入收集裝置內，部分干燥的粉末隨熱空氣進入分離室后被回收，熱廢氣從排風口排出。熱空氣進口處溫度達200 ℃，加熱系統(tǒng)空氣溫度280 ℃，食品體系一般在200 ℃左右，干燥室內溫度一般保持在120 ℃以下，液滴與空氣接觸瞬間溫度一般不會超過濕球溫度82 ℃。

霧化系統(tǒng)是噴霧干燥的關鍵部分，常用的霧化系統(tǒng)有離心式、壓力式和氣流式三種，食品工業(yè)常用離心式和壓力式。根據空氣與液滴運動方向又可分為順流和逆流霧化干燥設備。

噴霧干燥操作簡單[10]，連續(xù)化作業(yè)，生產能力大；改變操作條件可最大化保留食品風味；干燥與造粒同步，可直接干燥成粉末產品；干燥速度快，僅需3～10 s；產品質量高，水分含量低，具有良好的分散性、流動性和溶解性；但噴霧干燥設備比較復雜，投資費用高；熱效率低，動力消耗大；粉末易造成廢棄夾帶和粘壁現(xiàn)象，物料損耗大，設備難清洗。噴霧干燥只適用于能噴成霧狀的食品，例如牛奶、淀粉、番茄醬、馬鈴薯泥等，不適合黏度太大的食品。其中噴霧干燥是果蔬粉最常用的加工方法，能最大化保留果蔬原有的色澤、風味和纖維，產品具有良好的膨潤性。但果蔬在干燥過程中需添加助干劑和防潮劑或者采用噴霧干燥與沸騰床相結合的設備。目前國內噴霧干燥產品主要有棗粉、胡蘿卜粉、南瓜粉、草莓粉、獼猴桃粉、芒果粉、龍眼粉等。

2.2 新型干燥技術

2.2.1 冷凍干燥

冷凍干燥是利用冰晶升華的原理[11]，將濕物料或溶液在較低的溫度（-50～-10 ℃）下凍結成固態(tài)，然后在真空（1.3～13 Pa）下使其中的水分不經過冰的融化直接從固態(tài)升華成氣態(tài)，再通過解吸過程去除部分結合水，以使物料脫水而長期保存的一種干燥方法。冷凍干燥的過程依次為速凍、抽真空、加熱干燥（升華）、恢復常壓。

冷凍干燥是一種高能耗的食品保存方法，干燥過程、干燥速率與凍結過程和凍結方法密切相關，食品凍結常用的方法有自凍法和預凍法兩種。自凍法容易使食物的形狀變形或發(fā)泡、沸騰等，適合于有一定體形的食品。蔬菜也多采用自凍法。預凍法適宜液態(tài)食品，水果多采用預凍法。冷凍干燥設備主要是間歇式和連續(xù)式兩大類。間歇式冷凍干燥適用于季節(jié)性強的小批量、多品種食品的干燥；連續(xù)式凍干設備適用于單品種大批量干燥。干燥時將經預處理的原料放于料盤中采用自凍法（蔬菜）或預凍法（水果）凍結到-30 ℃以下[12]；達到預定值時，開啟真空泵，同時關閉真空室制冷開關；達到一定低溫和規(guī)定的真空度時，即可進行加熱，于是果蔬水分開始升華，水蒸氣被捕集器收集凝結成霜后除去。干燥結束后，應給干燥室充入氮氣，使之恢復常壓后取出制品，于避光處包裝，同時抽空或充氮保藏。

冷凍干燥能較好地保持果蔬原有的形狀，減少果蔬色、香、味及營養(yǎng)成分的損失，特別適合易揮發(fā)、熱敏性物質的干燥。冷凍干燥能使果蔬營養(yǎng)物質有較高的保持率如維生素C，保持率在90%以上，對蛋白質的保存率也最高。凍干產品速溶性和快速復水性很好[13]，比熱風干燥快兩倍，表面不硬化，體積變化小，干燥能排除95%～99%以上的水分，使干燥后產品能長期保存，熱能利用經濟。由于冷凍干燥技術成本高，所以主要應用于醫(yī)療藥物、珍貴食品的干燥。隨著果蔬干燥技術的發(fā)展，冷凍干燥也逐漸在果蔬干和果蔬粉的加工上得到應用，如凍干芒果、香蕉、草莓、黃桃、荔枝，用于制作湯料的豌豆、胡蘿卜、大豆、菜花、竹筍等，以及草莓粉、獼猴桃粉等。

2.2.2 膨化干燥

膨化干燥又稱爆炸膨化干燥，是將物料加壓、再減壓膨化脫水的一種干燥技術[14]。其結合了熱風干燥、真空冷凍干燥和真空微波干燥的優(yōu)點，克服了真空油炸干燥的缺點，是一種新型的果蔬膨化干燥技術。該技術是將經預處理的果蔬原料放入壓力罐內，加熱到常壓下的沸點以上，使果蔬內部水分不斷蒸發(fā)，罐內壓力也逐漸上升到預定值（40～480 kPa），溫度>100 ℃，此時迅速打開連接壓力罐和真空罐的減壓閥，壓力罐內部壓力迅速下降，果蔬中水分瞬間汽化，導致果蔬組織結構膨化，表面形成均勻的蜂窩狀結構，然后維持一段時間的加熱，使其繼續(xù)脫水至含水量達3%～5%后停止加熱，等罐內冷卻至外部溫度時開罐即可得膨化果蔬脆片[15]。

膨化干燥技術在國外研究較早，多集中在對蘋果、胡蘿卜等果蔬的膨化工藝的探究上。目前，國內果蔬膨化干燥技術雖起步晚，但針對其膨化機理和工藝的研究也逐漸增多，數十種工業(yè)化果蔬產品也已在市場上出現(xiàn)。膨化干燥技術設備簡單，操作簡易；耗能低，遠低于真空冷凍干燥技術；適用性廣，大部分果蔬均適用。利用膨化干燥技術生產的果蔬制品綠色天然[16]，無添加劑、色素、油；品質高，外觀好，酥脆度極佳，入口即化，復水性好，醛、醇、酸類化合物含量增加，保留并濃縮了鮮果的營養(yǎng)成分和香氣；食用方便，含水量低，易于貯存。研究表明，膨化產品的色澤、酥脆度、復水性都優(yōu)于熱風干燥，復水性比冷凍干燥略差，但能耗低，成本低，性價比高。果蔬膨化干燥技術比傳統(tǒng)干燥技術快2.1 倍，同時可節(jié)約44%的蒸汽，應用潛力極高[6]。但膨化干燥會使果蔬中酯類化合物嚴重損失，并且加工工藝參數不當也會嚴重影響果蔬制品的質量，如膨化溫度過高或物料過薄，果蔬制品都易焦糊、色澤較暗，并伴有苦澀的味道。

現(xiàn)已證實可以應用膨化干燥技術的果蔬原料廣泛，如紅薯、馬鈴薯、辣椒、芹菜、胡蘿卜、洋蔥、黃瓜、甜菜、蕓豆、甘藍、蘑菇、洋芋、梨、蘋果、藍莓、獼猴桃、芒果、哈密瓜、菠蘿、桃、桑椹、枸杞子等。但并不是所有的果蔬原料都適合膨化干燥加工，如外殼堅硬的豆類、花生、椰子，纖維素、水分過多的果蔬等都不易被膨化。

2.2.3 真空油炸干燥

真空油炸干燥是指在減壓條件下，通過熱油脂介質的傳導，使果蔬中的水分汽化溫度降低，并不斷蒸發(fā)，由于強烈的沸騰汽化產生較大的壓強使細胞膨脹，從而在短時間內迅速脫水的干燥技術[17]。

真空油炸的效果與真空度、油溫、油炸時間、預處理方式等密切相關[18]。真空度越高，對油溫要求越低，且可以更好地保留果蔬的顏色和營養(yǎng)。油溫和油炸時間成反比，油溫越低，果蔬脆片中的含油量也越低。不同的果蔬需進行探究以獲得最佳的加工工藝參數。

真空油炸干燥加工溫度低，果蔬營養(yǎng)成分損失少；蒸發(fā)快，時間短，生產效率高；在減壓條件下，產品膨脹度高，復水性好；且真空油炸，溫度低，氧氣濃度低，減慢了氧化、聚合、分解等劣化反應，使果蔬不易變色；油脂賦予了果蔬濃郁的脂香，受到消費者的喜愛；成本也較低。但真空油炸干燥產品含油量仍在10%以上，貨架期短，長期食用對健康不利，此外，脫油方法難以確定。真空油炸干燥是目前生產果蔬脆片最普遍的方法，如桃、梨、香蕉、菠蘿蜜、獼猴桃、無花果、柿子、蘋果、冬棗、草莓、葡萄、木菠蘿、四季豆、胡蘿卜、蘿卜、藕、洋蔥、冬瓜、西紅柿、大蒜、蘑菇、紅薯、秋葵、南瓜、青椒、馬鈴薯等果蔬都可采用真空油炸干燥技術進行加工。

2.2.4 遠紅外線干燥

遠紅外干燥是利用遠紅外輻射元件發(fā)出遠紅外線，為物料吸收變?yōu)闊崮?，在不接觸物體表面直接在被加熱物內部進行加熱脫水的一種高效節(jié)能的干燥新技術[19]。紅外線的波長為0.75～1 000 μm，是介于可見光與微波之間，把5.6～1 000 μm 區(qū)的紅外線稱為遠紅外線。遠紅外線發(fā)射有效距離為1 m 以內，物體吸收了遠紅外線后，溫度就升高。對果蔬組織吸收遠紅外的吸收強弱進行圖譜分析可知，果蔬內部成分對紅外輻射吸收占主導作用的是內部的水分、碳水化合物和蛋白質。

遠紅外線干燥具有升溫快、高效、快捷[20]；耗電少、熱效應高、節(jié)能、環(huán)保；產品受熱均勻，顏色鮮艷、平整、品質高等優(yōu)勢，干燥時間為熱風干燥的十分之一。但有照射盲點，溫度不易均勻；而且會使產品膨脹，甚至破裂。與其他干燥技術聯(lián)合應用可以解決遠紅外線干燥技術的局限，使其在果蔬行業(yè)應用更為廣泛。目前，遠紅外線干燥技術已在胡蘿卜、辣椒、洋蔥、蘑菇、南瓜、羅漢果等部分果蔬上得到了應用。

2.2.5 微波干燥

微波干燥是原料吸收微波而轉化為熱能[21]，使其中的水分汽化而干燥的過程。微波由磁控管發(fā)出波長0.001～1.0 m、頻率300～300 萬MHz 的電磁波，常用的加熱頻率為245～915 MHz。

微波干燥克服了傳統(tǒng)傳導傳熱阻力大、加熱不均等缺點，熱效率高，反應靈敏，干燥時間短[22]；延長了恒速階段，果蔬表面水分蒸發(fā)速度等于內部水分擴散速度，更好地保持了果蔬品質，基本不破壞果蔬中的營養(yǎng)成分，會使醛、酸、酯類等物質含量增加；保持果蔬原有的顏色和形狀；干燥比小，復水性高；有獨特的殺菌殺蟲作用；也具有選擇吸收加熱特性。但微波干燥有時也會因加熱不均，導致果蔬局部焦化，而且利用微波干燥果蔬也會使其中的醇類物質減少[23]。目前，生產上常將果蔬干、脆片、粉等用微波進行干燥，如荔枝、芒果、桂圓、蘋果、香蕉、果脯、果蔬脆片、果蔬粉、芥菜、香椿芽、馬鈴薯等。微波干燥技術適于30%以下水分含量的果蔬物料，水分含量高于30%的應加以熱風輔助干燥[24]。

2.2.6 滲透干燥

滲透干燥是指在一定溫度下[6]，將果蔬浸入到高滲透壓的可食用溶液（糖和鹽）中，利用二者的滲透壓差，除去果蔬中大約50%水分的一種干燥技術。常結合微波干燥或熱風干燥使用。影響滲透干燥的因素有果蔬本身結構，如果皮中的蠟質層，為提高脫水效果，干燥前應去皮處理；高滲透溶液及其濃度和溫度，如具有高滲透壓作用的物質有蔗糖、葡萄糖、果糖、果糖槳等，濃度設為65°Bx 的糖類，氯化鈉、檸檬酸鈉等濃度為5%～15%的鹽類，溫度最高為60 ℃，當溫度達到45 ℃時，可能造成果蔬褐變，影響其風味；滲透干燥時間越長，脫水越多，一般浸泡時間為5～6 h。

滲透干燥是果蔬常用的脫水預處理方法，它能減少脫水過程中營養(yǎng)物質的損失，使產品仍具有原來果蔬的顏色、風味，同時還能提高產品的品質，降低加工過程中的熱能損耗。但也存在脫去一部分營養(yǎng)物質、影響果蔬感官品質及增大微生物污染等可能性。目前，杏、桃、櫻桃、椰子、梨、獼猴桃、草莓、蘋果、芒果、藍莓、葡萄、菠蘿、豌豆、四季豆、蘿卜、胡蘿卜、花菜、萵苣、蘑菇、紅薯、馬鈴薯等果蔬都已采用滲透干燥技術進行脫水加工。

2.2.7 熱泵干燥

熱泵干燥技術是利用熱泵除去干燥室內濕熱空氣中的水分并使除濕后的空氣重新加熱實現(xiàn)果蔬原料干燥的技術[25]。熱泵干燥主要包括熱泵和干燥兩大系統(tǒng)，分為壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)四個部分，管內放置制冷劑氨或氟利昂CFC。眾所周知，物體有三態(tài)，即氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。物體之間的相態(tài)會隨溫度和壓力的變化而相互轉化。在蒸發(fā)器中吸收來自干燥房中排出的60 ℃、80%水分的“冷風”，使管道內低壓液態(tài)氨吸熱升溫變成常壓氣態(tài)的氨氣，而原來60 ℃、80%水分的“冷風”降溫變成20 ℃的風，此為吸熱過程；從蒸發(fā)器中的20 ℃的風進入冷凝器中，與此同時，從蒸發(fā)器中出來的常壓氣態(tài)的氨氣進入壓縮機，變成高壓氣態(tài)的氨氣，然后進入冷凝器，冷凝器再將高壓氣態(tài)的氨氣放熱變成高壓液態(tài)的氨氣，而這一過程放出的熱量又將蒸發(fā)器中放出的20 ℃的風加熱至80 ℃、20%水分的熱風，此熱風進入干燥房為放熱過程；從冷凝器中出來的80 ℃、20%水分的熱風將干燥房中的果蔬原料脫水，達到干燥的目的。

熱泵干燥實質是冷風干燥，加熱溫度低，果蔬表面不易硬化、焦化，保留了產品的色、香，品質高；干燥時間短，4 h 左右；利用空氣循環(huán)，高效節(jié)能，二氧化碳釋放少，更加經濟環(huán)保；干燥參數易于調整，加工簡單[26]；但損失了果蔬大量營養(yǎng)物質而且產品復水效果差。熱泵干燥是目前應用于果蔬干燥的主要方法，適于熱敏性的果蔬干燥，如棗、蘋果、藍莓、柿子、檸檬、涼果、龍眼、哈密瓜、雪蓮果、番木瓜、菠蘿蜜、芒果、檳榔、桑葚、香蕉、豇豆、山藥、南瓜、紫薯、香椿芽、枸杞、蘑菇、黃花菜、苦瓜、辣椒、胡蘿卜、竹筍、萵苣、花生等都已采用這種干燥技術，適用范圍廣，發(fā)展前景廣。

2.3 聯(lián)合干燥技術

隨著經濟發(fā)展、科技創(chuàng)新，人們對果蔬干燥技術和產品的要求越來越高，單一干燥技術及生產出來的產品缺陷不斷暴露，已無法滿足消費者多樣化的需求。于是，人們試著根據每種果蔬原料的加工特性、加工需求及每種果蔬干燥技術的優(yōu)缺點，研制出將兩種或兩種以上的干燥技術按優(yōu)勢互補的原則結合起來的聯(lián)合干燥新技術[27]。因為果蔬中存在的三種不同狀態(tài)水分的去除要求不同，所以常將果蔬分階段進行聯(lián)合干燥。聯(lián)合干燥技術具有低能耗、低污染、易操控、高效率、高品質的特點，更適合大規(guī)模的工業(yè)化生產，已被越來越多的果蔬干燥行業(yè)采用，是未來發(fā)展的趨勢。

2.3.1 滲透相關組合干燥技術

常見的滲透相關組合干燥技術有滲透-熱風/冷凍/微波聯(lián)合干燥或滲透-微波-冷凍聯(lián)合干燥或滲透-熱風-真空聯(lián)合干燥或滲透-微波-真空-熱風/膨化聯(lián)合干燥或滲透-中短波紅外-變溫壓差膨化聯(lián)合干燥等。將滲透脫水作為聯(lián)合干燥的前處理，有利于縮短干燥時間，降低能耗，節(jié)約成本，提高復水率，更好地保留果蔬原有的色、香、味及營養(yǎng)成分，是理想的聯(lián)合干燥前處理脫水方式，后期多用熱風、冷凍或微波等干燥技術再進行深度脫水。木瓜、香蕉、蘋果、梨、菠蘿、獼猴桃、黑加侖、藍莓、胡蘿卜、馬鈴薯、四季豆、辣椒、萵筍、淮山藥等果蔬的脫水都已采用了滲透脫水作為前處理的聯(lián)合干燥技術，產品綜合性價比高。

2.3.2 熱風相關組合干燥技術

常見的熱風相關組合干燥技術有熱風-真空/冷凍/微波/壓力膨化/真空油炸聯(lián)合干燥等[28]，其中熱風-微波聯(lián)合干燥技術多用于香蕉、紅棗、杏鮑菇、辣椒、香椿芽、胡蘿卜、竹筍等果蔬的加工。

2.3.3 微波相關組合干燥技術

常見的與微波組合使用的干燥技術有微波-熱風/真空/冷凍/壓差膨化聯(lián)合干燥，微波-冷凍-真空聯(lián)合干燥等，微波干燥作為前處理，降低了果蔬的含水量，防止了褐變，提高了產品的膨化度和酥脆度。其中微波-熱風聯(lián)合干燥技術在山楂、龍眼、甘藍等果蔬的干燥中得到了較好的應用。

2.3.4 其他

聯(lián)合干燥技術還有熱泵-熱風/微波/遠紅外/太陽能干燥、真空油炸-熱風干燥、遠紅外-熱風/壓差膨化/冷凍/微波干燥、冷凍-微波-熱風/真空、冷凍-微波-熱風-真空干燥等方式。

總之，聯(lián)合干燥技術是目前果蔬干燥中最好的方式，適用于所有適合干燥的果蔬，用途廣泛。但也存在一些問題，如有些加工企業(yè)偏重探索如何提高干燥速率和節(jié)約成本，忽略工藝參數、干燥機理、干燥轉換點、數學模型、產品品質以及干燥設備和工業(yè)化發(fā)展等方面的研究。真正將聯(lián)合干燥技術普遍應用于果蔬干燥行業(yè)還需要做大量的工作。

3 果蔬干燥技術未來的發(fā)展方向

我國果蔬干燥歷史悠久，從自然干燥到傳統(tǒng)干燥到新型干燥再到聯(lián)合干燥，果蔬干燥技術不斷發(fā)展。每種果蔬干燥技術都有各自的干燥原理、設備、條件、特點以及適用對象，人們會根據加工需求選擇最佳的干燥技術，以最短的時間、最低的成本，生產出質量最高的產品。目前，果蔬干燥中應用最廣泛的是傳統(tǒng)干燥技術中的熱風干燥和新型干燥技術中的冷凍干燥和熱泵干燥，而微波干燥和噴霧干燥在果蔬粉加工中應用較多，真空油炸干燥和膨化干燥更適合果蔬脆片的生產。聯(lián)合干燥技術因能最大化地利用每種干燥技術的優(yōu)勢，同時最大化地弱化劣勢，所以被人們廣泛關注，是未來果蔬干燥行業(yè)的發(fā)展趨勢。聯(lián)合干燥技術具有較大的發(fā)展?jié)摿Γ瑧蛑碚摰耐晟坪屯茝V范圍擴大的方向不斷發(fā)展。

3.1 確定聯(lián)合干燥工藝和干燥轉換點

不同種類的果蔬在組織結構、物化性質上存在很大的差異[29]，所以要通過大量試驗來確定它們的干燥工藝（參數）、干燥過程中分階段采用不同干燥技術的最佳轉換點以及轉換干燥方式時的水分含量等。目前，聯(lián)合干燥技術并不能做到真正的原料通用，僅限于某種原料，適用性不強，所以需要擴大研究對象的范圍，進一步研究和探討了不同種類果蔬的物化特性，以增強聯(lián)合干燥技術的適用性。

3.2 完善理論研究和數學模型

建立合理的數學模型有利于果蔬干燥過程的優(yōu)化和自動化控制的實現(xiàn)。水分傳質和熱傳遞的干燥機理，營養(yǎng)成分及其它物化性質等影響干燥品品質的因子的變化過程，需要通過不斷建立和完善這些條件的數學模型，探究其內在的干燥規(guī)律，從而形成最佳的果蔬干燥理論。

3.3 改進聯(lián)合干燥設備

隨著聯(lián)合干燥技術的不斷發(fā)展以及干燥理論的完善，聯(lián)合干燥設備也應不斷創(chuàng)新和改進，盡早改善設備能耗大、操作復雜、自動化程度低、適用性差、干燥產品不穩(wěn)定、在線檢測難等一系列問題，將干燥工藝參數準確設置到聯(lián)合干燥設備上，加快升級換代的步伐，研發(fā)出充分集合各種干燥技術的優(yōu)點于一體的多功能組合式干燥器，從而提高生產能力。

3.4 提高聯(lián)合干燥的自動化和工業(yè)化

雖然果蔬聯(lián)合干燥技術在不斷發(fā)展，但干燥工藝和干燥設備的結合性太差，許多干燥理論的研究尚處于試驗階段，缺乏與實踐的結合，而且干燥設備落后，操作條件難以控制，還需要大量的專業(yè)技術人員。無法實現(xiàn)聯(lián)合干燥的自動化和工業(yè)化，所以應該加強實際研究，提高聯(lián)合干燥技術的一體化和設備的全程自動化水平，從而推進果蔬干燥的產業(yè)化發(fā)展。

3.5 發(fā)展循環(huán)經濟，開發(fā)利用新能源

果蔬干燥設備能耗高，污染大，是目前亟待解決的問題。未來，科研人員應以節(jié)能環(huán)保為首要考慮因素，不僅需要做到能源循環(huán)利用，還要積極開發(fā)以太陽能、風能、地熱能等新能源為主的聯(lián)合干燥技術，使果蔬干燥沿著高效節(jié)能、綠色環(huán)保、價低質優(yōu)以及自動化、工業(yè)化的方向發(fā)展。